Симметричные короткие замыкания

Теоретические вопросы

Раздел «Симметричные короткие замыкания»

10)        Схемы замещения синхронной машины в переходном режиме.

При рассмотрении начального момента внезапного изменения режима синхронную машину можно рассматривать как трансформатор [2]. Исследование начального момента произведем на основе принципа сохранения начального потокосцепления для выявления неизменной ЭДС и сопротивления при переходе от рабочего режима к режиму КЗ. Для машины без демпферных обмоток эти параметры носят название переходных. Рассмотрим изменение периодической составляющей для машины с параметрами, приведенными к статору в системе относительных единиц. Индексы комплексных величин опускаются.

Рассмотрим картину магнитного поля синхронной машины.

[pic 1]

Рисунок 1. Картина магнитного поля в явнополюсной синхронной машине

Магнитный поток, сцепленный с ротором в момент внезапного изменения режима, остается неизменным. Кроме того, соответствующая ему ЭДС, наведенная в статоре, в тот же момент также остается неизменной. То есть для синхронной машины условия в начальный момент переходного процесса аналогичны тем же условиям для трансформатора, питаемого источником синусоидального напряжения.

Баланс магнитных потоков будет выглядеть следующим образом.

[pic 2]

Рисунок 2. Баланс магнитных потоков в синхронной машине

Из рисунка 2 видно, что при внезапном изменении режима остается неизменным результирующий магнитный поток, сцепленный с обмоткой возбуждения.

  [pic 3][pic 4]

Часть этого потока, которая связана со статором, с учетом  – коэффициента рассеивания обмотки возбуждения, т.е.  наводит ЭДС в обмотке статора. Назовем эту ЭДС – переходной ЭДС . Она определяется:[pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8]

Из (1.2) получаем следующее

[pic 9]

Умножаем (1.3) на (-j). С учетом, что .[pic 10][pic 11]

Второе слагаемое в правой части уравнения (1.3) есть не что иное, как [pic 12]

Тогда

[pic 13]

Тогда переходная ЭДС из (1.4)

[pic 14]

До КЗ эту ЭДС можно измерить при условии, что . При этом получим , в остальных случаях она рассматривается как расчетная или фиктивная. Сверхпереходное сопротивление находится как[pic 15][pic 16]

[pic 17]

где  .[pic 18]

Из (1.6) видно, что , т.е. сопротивление при КЗ часто падает почти на порядок. Рассмотрим схему замещения.[pic 19]

[pic 20]

Рисунок 3. Схема замещения синхронной машины по осям в переходном режиме: а)продольной; б)поперечной

Так как до и после КЗ переходная ЭДС одна и та же, дает возможность определить продольную составляющую тока КЗ - . При отсутствии контуров по оси , поэтому , а, следовательно, после КЗ .[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

Тогда полный ток КЗ будет равен:

[pic 25]

Векторные диаграммы режимов до и после КЗ представлены на рисунке 4.

Здесь

[pic 26]

В (1.8) в скобках под знаком квадратного корня находится фазные значения величин.

[pic 27]

Рисунок 4. Векторная диаграмма

Раздел «Несимметричные короткие замыкания»

10)        Сущность правила эквивалентности прямой последовательности и порядок его применения в расчетах несимметричного к.з.

Из структуры выражений для тока прямой последовательности при рассмотренных видах однократной продольной несимметрии следует, что этот ток можно определить как ток симметричного трехфазного режима в схеме, где несимметричный участок заменен симметричной цепью, величина сопротивления которой для каждого вида продольной несимметрии определяется сопротивлениями как самого несимметричного участка, так и схем обратной и нулевой последовательности относительно места несимметрии.